Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gewundene Moleküle

26.10.2006
Groß und gefaltet wie ein Protein - aber ganz und gar synthetisch

Die physiologischen Funktionen von Proteinen beruhen auf deren Faltung zu einer speziellen räumlichen Struktur (Tertiärstruktur): Enzyme und ihr Substrat müssen zueinander passen wie der viel zitierte Schlüssel zum Schloss. Wie sich inzwischen herausstellte, sind aber nicht nur große Biomoleküle zu einer stabilen, definierten Faltung in der Lage, sondern auch synthetische Moleküle.

Diese so genannten Foldamere können sogar die biologische Funktion der Proteine nachahmen, deren Form sie nachempfunden sind. Ihre Größe und Komplexität waren bisher allerdings recht begrenzt. Französische Forscher haben nun ein komplex gefaltetes, ausschließlich aus nichtnatürlichen Bausteinen aufgebautes Molekül hergestellt, dessen Abmessungen den Tertiärstrukturen kleinerer Proteine entsprechen.

Das Team um Ivan Huc wollte beim Design ihres Foldamers nicht auf das Bauprinzip von Proteinen zurückgreifen, da eine Synthese langer Ketten aus kleinen Einzelbausteinen schwierig ist. Verzweigte Strukturen hieß ihre Alternative. Dabei griffen sie ein wichtiges Strukturelement von Proteinen auf: die Helix. Die Forscher verknüpften acht Chinolin-Einheiten (stickstoffhaltige aromatische Sechsringe mit einer gemeinsamen Kante) zu einer Kette. Ein solches Octamer windet sich zu einer Helix. Je zwei dieser Octamere verbrückten sie über eine spezielle Verzweigungsstelle. Diese fügt sich so gut zwischen die beiden Octamere ein, dass eine durchgehende, stabile Helix entsteht. Über ihre Verzweigungsstellen lassen sich nun zwei solcher helikalen Gebilde seitlich miteinander verknüpfen. Die beiden Helices ordnen sich dabei nicht parallel zueinander an, sondern im rechten Winkel.

Helices können sich rechts oder links herum winden. Bei Peptiden wird der Drehsinn durch die räumliche Struktur der einzelnen Bausteine eindeutig definiert. Bei der Synthese der Vierfach-Octamere entstehen dagegen gleichberechtigt rechts- und linksgewundene Helices. Welche Präferenzen die Helices bei der Paarung zeigen, ist abhängig vom Lösungsmittel: In Aromaten ist die Paarung zweier gleichgerichteter Helices deutlich bevorzugt (70%), in chlorierten Kohlenwasserstoffen entstehen zu 93% Pärchen mit gegengerichtetem Drehsinn. Bei einem Wechsel des Lösungsmittels ändern die Helices ihren Drehsinn, bis die Präferenzen wieder stimmen. "Dies beweist, dass die beiden Helices, genau wie in einem gefalteten Protein, in starke Wechselwirkungen treten," sagt Huc. "Unser abiotisches Foldamer ist das erste seiner Art und zeigt, dass es möglich ist, gefaltete Moleküle zu synthetisieren, die von ihrer Größe und strukturellen Komplexität her die Tertiärstruktur von Proteinen nachahmen, aber ausschließlich aus nichtnatürlichen Bausteinen bestehen." Ziel ist die Herstellung künstlicher Gebilde mit definierten Bindungsstellen und eindeutig positionierten katalytischen Gruppen für die kontrollierte Reaktion mit spezifischen Substraten.

Angewandte Chemie: Presseinfo 42/2006

Autor: Ivan Huc, Institut Européen de Chimie et Biologie, Pessac (France), http://www.iecb.u-bordeaux.fr/index.php?id=66

Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.200603390

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de
http://presse.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Baustein Drehsinn Helices Molekül Octamer Protein Tertiärstruktur

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen
27.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Glykane als Biomarker für Krebs?
27.06.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie